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Chemistry

Integrazione di estrazione miniaturizzata di fase solida e rilevazione LC-MS / MS di 3-Nitrotirosina nell'urina umana per applicazioni cliniche

doi: 10.3791/55778 Published: July 14, 2017

Summary

Una metodica di spettrometria di massa tandem (LC-MS / MS) cromatografica a liquido selettivo e sensibile, accoppiata con un'estrazione efficiente di fase solida su una micropiastra a 96 pozzetti di MCX, è stata sviluppata per la misura della libera 3-nitrotirosina ( 3-NT) in urine umane con un elevato throughput, che è adatto per applicazioni cliniche.

Abstract

La libera 3-nitrotirosina (3-NT) è stata ampiamente utilizzata come possibile biomarker per lo stress ossidativo. Sono stati riportati livelli aumentati di 3 NT in una grande varietà di condizioni patologiche. Tuttavia, i metodi esistenti non dispongono di sufficiente sensibilità e / o specificità necessarie per misurare in modo affidabile il basso livello endogeno di 3 NT e sono troppo ingombranti per le applicazioni cliniche. Quindi, è urgentemente necessario un miglioramento analitico per quantificare accuratamente i livelli di 3 NT e verificare il ruolo del 3-NT in condizioni patologiche. Questo protocollo presenta lo sviluppo di una nuova rivelazione di spettrometria di massa tandem (LC-MS / MS) cromatografica a liquido combinata con un'estrazione miniaturizzata di fase solida (SPE) per la misurazione rapida ed accurata di 3-NT nelle urine umane come biomarker non invasivo Per lo stress ossidativo. SPE usando una piastra a 96 pozzetti ha semplificato notevolmente il processo combinando l'arricchimento del campione e l'arricchimento dell'analita- zione senza derivatizzazione e fasi di evaporazione, Riducendo il consumo di solventi, lo smaltimento dei rifiuti, il rischio di contaminazione e il tempo complessivo di lavorazione. L'impiego di 25 mM acetato di ammonio (NH 4 OAc) a pH 9 come soluzione di eluizione SPE ha migliorato sostanzialmente la selettività. La risposta al segnale di spettrometria di massa è stata migliorata attraverso la regolazione delle transizioni di monitoraggio delle reazioni multiple (MRM). L'uso di 0,01% HCOOH come additivo su una colonna pentafluorofenile (PFP) (150 mm x 2,1 mm, 3 μm) ha migliorato la risposta del segnale di un'altra 2,5 volte e ha abbreviato il tempo di esecuzione totale a 7 minuti. È stato raggiunto un limite inferiore di quantitativi (LLOQ) di 10 pg / mL (0,044 nM), che rappresenta un significativo miglioramento della sensibilità rispetto ai dosaggi riportati. Questo metodo semplificato, rapido, selettivo e sensibile consente di elaborare due lastre di campioni di urina (n = 192) in un periodo di 24 ore. Considerando le prestazioni analitiche notevolmente migliorate e il campionamento di urina non invasivo e poco costoso, il saggio proposto è vantaggioso per pre-cliniche e clinichestudi.

Introduction

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Gli effetti dello stress ossidativo sulla presentazione clinica sono stati spinti in prima linea negli ultimi anni 1 . Uno dei biomarcatori esplorati è la 3-nitrotirosina (3-NT), un prodotto stabile stabile formato quando le specie di azoto reattivo (RNS) interagiscono con la tirosina, un precursore di neurotrasmettitore di catecolamine. Mentre 3-NT può avere un valore clinico come biomarker per RNS in vivo, i cambiamenti sostanziali delle proprietà e delle funzioni della tirosina possono influenzare negativamente le corrispondenti proteine ​​e le funzioni cellulari 1 , 2 . La ricerca emergente ha suggerito che il 3-NT può svolgere un ruolo importante nelle condizioni infiammatorie 3 , nei disturbi neurodegenerativi 4 , 5 , nella malattia cardiovascolare 6 e nel diabete 7 , nonché nelle condizioni correlate allo stress ossidativo. Tuttavia, questi obseLe risposte si basano sui risultati di metodologie prive di sensibilità e / o selettività 8 , 9 , 10 , 11 . Le enormi intervalli di concentrazione di 3 NT per i campioni biologici precedentemente riportati in letteratura rivelano che sono stati associati seri problemi analitici con questi dosaggi e sono necessari miglioramenti tecnici per quantificare accuratamente i livelli di 3 NT e verificarne il ruolo nella patologia di queste condizioni .

La quantitazione di 3 NT gratuite in matrici biologiche rappresenta una sfida speciale per l'uomo e lo strumento 8 , 9 , 10 , 11 . In primo luogo, il livello di traccia di 3-NT endogeno richiede una rilevazione ultra-sensibile; In secondo luogo, l'esistenza di numerosi analoghi strutturalmente simili, in particolare la tirosina, che è presenteVasto eccesso, richiede un elevato grado di selettività; In terzo luogo, la formazione artificiale di 3 NT per nitrazione di tirosina con nitrati e nitriti onnipresenti richiede particolare attenzione durante la preparazione del campione per evitare falsi sovrastimazioni di 3 NT.

Tra un'ampia varietà di metodologie utilizzate per misurare 3-NT, MS / MS è stato considerato il metodo del gold standard dovuto alla sua maggiore sensibilità e selettività 11 , 12 , 13 , 14 . La cromatografia a gas (GC) accoppiata MS / MS offre la migliore sensibilità, tuttavia i passi indispensabili di derivatizzazione del campione sono troppo noiosi e richiedono molto tempo per essere efficienti per l'utilità clinica 15 , 16 . LC-MS / MS non richiede una derivatizzazione complessa del campione, rendendola l'opzione più promettente. Tuttavia, ci sono diversi ostacoli per superare come il seLa nsitività dei metodi LC-MS / MS riportati in letteratura deve essere migliorata per la misurazione della bassa abbondanza 3-NT 7 , 17 , 18 e il tempo di rotazione relativamente lungo deve essere abbreviato per applicazioni ad alta velocità 12 , 13 , 17 , 19 .

Inoltre, quando si considerano le applicazioni cliniche, la matrice biologica utilizzata svolge un ruolo significativo. Deve essere facile e poco costoso ottenere e non invasivo se possibile 20 , 21 , 22 . Il plasma, il campione tradizionalmente usato in letteratura, non è una matrice clinicamente desiderabile, quindi è stata ricercata una metodologia che utilizza urina non invasiva e conveniente.

Diversi tentativi di sviluppare relSono state effettuate metodologie LC-MS / MS specifiche e usando l'urina 9 , 10 , 11 . Tuttavia, essi non sono riusciti a essere selettivi, affidabili o efficienti per l'uso clinico. L'efficacia del SPE predominante che utilizza la cartuccia tradizionale a fase inversa (tipo C18) come pulizia del campione per l'analisi 3-NT è stata interrogata e è stato proposto un SPE sequenziale di scambio forte cation (SCX) e C18-OH in fase inversa 6 , 7 , 19 . Un metodo LC-MS / MS, recentemente sviluppato, ha utilizzato un processo di purificazione multipla di C18 SPE manuale, cromatografia liquida preparata ad alta pressione (HPLC) e SPE online per l'analisi di 3-NT 23 . Sebbene questo metodo fosse sufficientemente sensibile per scopi clinici, con un LLOQ di 0,041 nM, il processo di pulizia era intenso e noioso e richiedevaRosso 3 ml di urina, limitandone la sua fattibilità ad alta produttività. Un polimero impressa in molecola è stato impiegato come sorbente SPE per migliorare l'efficienza del processo di pulizia 14 , ma il risultato LLOQ (0,7 μg / mL) non era abbastanza basso per gli esemplari clinici. Un altro metodo ha richiesto la cromatografia bidimensionale (2D) LC-MS / MS e l'immunoaffinita per la pulizia del campione per ottenere un limite di rilevazione (LOD) di 0,022 nM 24 . Mentre tutti questi metodi hanno fatto progressi nella valutazione di 3-NT, nessuno ha raggiunto la sensibilità, l'affidabilità e l'efficienza necessaria per le applicazioni cliniche.

Per studiare la patologia del 3-NT libero e il suo ruolo di biomarker dello stress ossidativo in ambito clinico, abbiamo sviluppato una metodologia semplice, efficace, precisa e precisa, che consente di applicare applicazioni cliniche ad alto rendimento 25 . Un cation miniaturizzato in modalità mista excHange (MCX) è stata implementata in micropiastre di estrazione a 96 pozzetti per ottenere un semplice ed efficace processo di pulizia e arricchimento di 3 NT in una singola estrazione, superando gli inconvenienti osservati nei metodi esistenti che richiedono derivatizzazione, evaporazione e 2D-LC. La cromatografia liquida con 0,01% HCOOH come additivo in fase mobile ha offerto una risposta di segnale avanzata con un rapido tempo di ciclo. La selettività è stata ulteriormente migliorata attraverso l'applicazione di una soluzione di eluzione NH 4 OAc mite per l'eluizione selettiva di 3-NT e l'uso della transizione MRM per entrambi i 3 NT e lo standard interno (IS). L'effetto della matrice è stato compensato utilizzando una quantità ridotta di una isotopo preferito di 13 C-etero per la quantificazione. Con l'avvento di questa metodologia, i ricercatori e i clinici saranno in grado di verificare il ruolo di 3-NT nelle condizioni cliniche e di esplorare ulteriormente l'impatto dello stress ossidativo.

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Protocol

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Tutti gli studi che hanno coinvolto campioni di urina umana sono stati condotti aderenza alla procedura approvata da Pharmasan / Neuroscience Institutional Review Board (IRB).

1. Determinazione del campione di urina e della determinazione della creatinina (Cr)

  1. Raccogli 5 ml dei campioni di urina del mattino successivo dopo ca. 10 ore di digiuno in un tubo di trasporto da 5 mL contenente 250 μL di 3 N HCl come conservante e conservare a -20 ° C fino all'uso.
  2. Sciogliere e vorticare 5 ml di urina di trasporto Un tubo e centrifugare in una centrifuga ( ad es. Sorvall) (2297 xg, 10 min).
  3. Aliquota 1 ml di urina due volte dal tubo di trasporto 5 mL.
  4. Determinare Cr con un metodo della creatinina urinaria 26 .

2. Preparazione dei campioni Standard, IS e Quality Control (QC)

  1. Preparare una soluzione di stock di 3 NT a 100 μg / mL in acqua con una fase mobile A (MA) di 0,01% HCOOH e conservare a -20 ° C.
  2. RendereUna soluzione di lavoro standard di 3-NT a concentrazione di 100 ng / mL diluendo la soluzione di stock di 3-NT di 100 μg / mL con MA.
  3. Generare standard che vanno da 5 a 2500 pg / mL per diluizione dello standard di lavoro di 100 ng / ml con 0,15 M HCl acidato vuoto in bianco senza 3 NT con campioni in bianco e doppio vuoto.
  4. Preparare una soluzione a base di IS 13 C 9 -3-NT a 100 μg / mL in acqua con MA e conservare a -20 ° C.
  5. Realizzare una soluzione di lavoro IS a 500 pg / mL diluendo la soluzione di stock di 100 μg / mL 13 C 9 -3-NT IS con MA.
  6. Stabilire cinque livelli di campioni di QC che coprono i livelli LLOQ, bassi, medi e alti ( vale a dire , 10, 25, 100, 500 e 1.250 pg / mL), diluendo lo standard di lavoro 3-NT nell'urina vuota acidificata.

3. Procedura di estrazione a fase solida

  1. Campioni di urina e di vortice, standard e campioni di QC.
  2. Aggiungere campioni di urina, standard e QC sampLes (250 μL ciascuno) a 32 pozzetti di una piastra di raccolta a 96 pozzetti puliti da 2 ml.
  3. Introdurre la soluzione di lavoro di 500 pg / ml IS (50 μL) ad ogni pozzetto, tranne il doppio campione di campioni vuoti. Aggiungere il 0,01% HCOOH (50 μL) al pozzetto campione doppio vuoto.
  4. Aggiungere acqua LC-MS / MS con 0,1% HCOOH (250 μL).
  5. Mescolare la miscela sopra con una pipetta a 8 canali tre volte.
  6. Coprire la piastra fino al caricamento SPE.
  7. Posizionare una piastra di estrazione MCX da 96 pozzetti e un serbatoio di raccolta su un processore a pressione positiva.
  8. Condizionare la piastra di estrazione con MeOH fluido (200 μL) attraverso il sorbente.
  9. Equilibrare con acqua corrente con 2% HCOOH (200 μL) attraverso il sorbente.
  10. Caricare l'intero volume di ciascuno dei campioni prelevati sulla piastra di estrazione pre-condizionata con una pipetta a 8 canali.
  11. Impostare una bassa pressione positiva ( ad esempio , 3 psi) sul processore di pressione positivo per consentire la miscelazione a fluireSe il sorbente è lento, regolare la pressione se necessario.
  12. Lavare i pozzetti con acqua fluente con 2% HCOOH (200 μL) attraverso il sorbente.
  13. Lavare i pozzetti facendo scorrere il metanolo (200 μL) attraverso il sorbente.
  14. Lavare i pozzetti con acqua corrente (200 μL) attraverso il sorbente.
  15. Asciugare completamente i pozzetti con un'alta pressione positiva ( es . 40 psi) sul processore di pressione positiva.
  16. Sostituire il serbatoio con una piastra di raccolta a 96 pozzetti da 2 ml.
  17. Applicare 25 mM NH 4 OAc a pH 9 (50 μL) per eluire l'analita conservata e IS dalla piastra di estrazione.
  18. Pipettare l'acqua LC-MS con 5% HCOOH (50 μL) per neutralizzare l'eluato.
  19. Mescolare con la pipetta a 8 canali tre volte e inviare alla stazione LC-MS / MS per l'analisi.

4. Analisi LC-MS / MS

  1. Misurare con precisione 2,000 ml di acqua LC-MS con un cilindro graduato e trasferirlo in una bottiglia da 2 L.
  2. PImmergere 200 μL di HCOOH puro nella bottiglia sopra riportata contenente acqua LC-MS.
  3. Mescolare accuratamente ed etichettare come fase mobile A (MA). Includi le iniziali, la data di preparazione e la data di scadenza.
  4. Prendere una bottiglia da 2 L di metanolo LC-MS e l'etichetta come fase mobile B (MB) con data di inizio e data di scadenza.
  5. Impostare la temperatura del campionatore automatico a 4 ° C.
  6. Posizionare la lastra di raccolta con campioni preparati nell'autocampionatore.
  7. Posizionare una colonna PFP (150 mm x 2,1 mm id, 3 μm) e una colonna di protezione nel forno.
  8. Impostare la temperatura del forno a 30 ° C.
  9. Equilibrare 10 min utilizzando il metodo di acquisizione con l'eluizione del gradiente LC come mostrato nella Tabella 1 .
Tempo (min) Modulo eventi Parametro
0 pompe Pompa B Conc. 5
0.5 pompe Pompa B Conc. 20
1 pompe Pompa B Conc. 50
3 pompe Pompa B Conc. 80
4 pompe Pompa B Conc. 90
4.01 pompe Pompa B Conc. 95
5.5 pompe Pompa B Conc. 95
5.6 pompe Pompa B Conc. 5
7 controllore Stop

Tabella 1: Condizioni di eluizione del gradiente di cromatografia liquida

  1. Creare un elenco di batch inclusoStandard, QC e campioni di urina.
  2. Avviare il lotto mediante l'iniezione dei campioni preparati (12 μL).

5. Identificazione del picco, integrazione e processo dei dati

  1. Controlla l'acquisizione e l'elaborazione dei dati utilizzando il software.
  2. Identificare e integrare picchi 3-NT e IS per tutti i campioni.
  3. Stabilire una curva standard con l'intervallo di 10-2.500 pg / mL per la quantitativa 3-NT mediante regressione lineare del rapporto di area di picco di 3-NT e IS rispetto alla concentrazione nominale 3-NT con un fattore di ponderazione di 1 / x.
  4. Quantifica tutti i campioni utilizzando la curva standard.
  5. Determinare se i campioni di QC cadono nell'intervallo stabilito.
  6. Convertire le concentrazioni rilevate di campioni di urina ai risultati finali nell'unità di nM o nmol / mmol Cr.

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Representative Results

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La figura 1 illustra che 3-NT è completamente cromatograficamente separato da altri analoghi strutturali simili di tirosina sotto la condizione LC ottimizzata, che elimina le interferenze co-eluenti dovute a questi composti eccessivamente eccessivi e quindi aumenta il grado di selettività del dosaggio. Inoltre, l'eluizione di gradiente con 0,01% di HCOOH come additivo in MA e metanolo ad una velocità di flusso di 0,45 ml / min consente un'eluzione rapida di 3 NT ( ovvero 3 minuti con un tempo di rotazione di 7 minuti).

Figura 1
Figura 1: Separazione cromatografica LC di base di 3-NT da altri analoghi di tirosina in una soluzione standard. ( A ) p- tirosina; ( B ) m- tirosina; ( C ) o -tirosina; ( D ) Cl-tirosina; ( E ) 3-NT. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

La Figura 2 mostra che nessun segnale 3-NT è osservato nel doppio campione in bianco, indicando che nessuna formazione di artefattiva 3-NT durante l'intero processo. La figura 3 illustra cromatogrammi MRM rappresentativi di 3-NT e IS per un individuo sani. Come si può vedere, nessun segnale interferente viene osservato nei tempi di ritenzione di 3-NT e IS. Inoltre, è stata osservata una differenza minore di ± 6% in 3 NT tra i campioni di urina non concentrati e nitrati (50 μM), nitrato (50 μM) e tirosina (50 mg / L) 25 , Alla specificità del dosaggio.


Figura 2: cromatogrammi MRM di 3-NT e IS in un duplice campione rappresentativo. ( A ) 3-NT MRM quantificatore 227,0> 90,0; ( B ) è il quantificatore MRM 236,0> 189,0. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3
Figura 3: Chromatogrammi MRM di 3-NT e IS in un campione di urina rappresentante di persone sane. ( A ) 3-NT MRM quantificatore 227,0> 90,0; ( B ) è il quantificatore MRM 236,0> 189,0. Fare clic su luiPer visualizzare una versione più grande di questa figura.

La curva standard è stata stabilita mediante l'estrazione di urine vuoto acidificate con 3 NT nella gamma di 10-2.500 pg / mL plottando il rapporto di area di picco di 3 NT e IS rispetto alla concentrazione nominale di 3 NT con un raccordo lineare Di ponderazione 1 / x. Una curva standard rappresentativa è mostrata in Figura 4 . Il LOD, definito come la concentrazione più bassa con un rapporto segnale-rumore superiore a tre, è stato determinato come 2 pg / mL (0,0088 nM). Il LLOQ è stato determinato per essere definito come la concentrazione minima da misurare entro ± 20% di imprecisione e precisione con il rapporto segnale / rumore maggiore di dieci.

Figura 4
Figura 4: Una curva standard rappresentativa 3-NT nellaGamma di 10-2.500 pg / mL. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

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Le variazioni sostanziali delle concentrazioni precedentemente riportate in letteratura per i campioni di urina umana libera 3-NT endogene rivelano problemi metodologici associati ai dosaggi disponibili 8 , 9 , 10 , 11 . La precisa determinazione del basso livello basale di 3-NT nelle urine umane rimane un compito impegnativo che richiede particolari precauzioni per la preparazione del campione e l'analisi LC-MS / MS. Questo protocollo descrive una nuova procedura SPE combinata con un rilevamento selettivo LC-MS / MS che consente la determinazione specifica e sensibile del 3-NT urinario con un elevato throughput.

La selezione accurata dei parametri MRM ha migliorato la selettività per la rilevazione di 3 NT. La transizione MRM m / z 236,0> 96,0 di IS per 3-NT nel plasma 27 ha causato una grave contaminazione per i campioni di urina. Un segnale più pulito, a 9 volte maggioreLa risposta è stata ottenuta con la transizione MRM m / z 236,0> 189,0. La transizione MRM m / z 227,0> 90,0 è stata selezionata per la quantificazione 3-NT a causa di gravi interferenze utilizzando la transizione più intensa m / z 227,0> 181,0. Le dettagliate transizioni MRM ei parametri composti sono riassunti nella tabella 2 .

analita Transizione MRM (m / z) DP (V) EP (V) CE (eV) CXP (V)
3-NT (quantificatore) 227,0> 90,0 50 10 38 13
3-NT (qualificatore) 227,0> 103,9 50 10 45 16
13 C 9 -NT (IS) 236,0> 189,0 50 10 21 14
Una tensione di spruzzo ionico: 2200 V; Temperatura: 600 ° C; Gas tende: 35; Gas CAD: 9; Gas nebulizzatore (GS1): 50; Gas di riscaldamento (GS2): 55.

Tabella 2: condizioni MRM ottimizzate.

La tradizionale colonna tipo C18 utilizzata comunemente per la separazione cromatografica LC di 3-NT nella letteratura 12 , 13 , 17 , 19 ha richiesto tipicamente un tempo di rotazione lungo per ridurre l'interferenza, rendendolo non favorevole all'alta produttività. In questo protocollo è stata impiegata una colonna PFP per l'ottimizzazione della separazione cromatografica LC di 3-NT basata sulla sua ritenzione aumentata dei composti polari 22 ,> 27 , 28 . La concentrazione degli additivi di fase mobile ha un'importante influenza sull'intensità del segnale 25 , 28 . L'HCOOH a 0,01% è risultato essere l'additivo ottimale in MA in quanto ha provocato un guadagno del segnale di 2,5 volte rispetto alla concentrazione di 0,1% e ulteriormente diminuisce la concentrazione ridotta risposta del segnale. È stato stabilito un profilo di eluizione di gradiente con 0,01% di HCOOH in acqua (MA) e metanolo (MB) con una portata di 0,45 mL / min, ottenendo una separazione ottimale e un'eluzione veloce di 3 NT entro 3 minuti con un tempo totale di Solo 7 minuti, consentendo un'analisi significativamente più veloce di 3-NT in matrici biologiche complicate rispetto a quanto riportato nella letteratura 12 , 13 , 17 , 19 .

Per risolvere l'inefficacia della cartuccia tradizionale a fase inversa (tipo C18) pRedominantly usato per SPE dei campioni biologici 6 , 7 , abbiamo recentemente sviluppato un metodo LC-MS / MS per determinare 3-NT nel plasma umano da SPE su una singola piastra MCX a 96 pozzetti dual funzionali 27 , che ha portato a miglioramenti in SPE Efficienza e selettività. Tuttavia, un inconveniente distinto di tutti gli approcci SPE in letteratura è laborioso e associato a rischi di evaporazione e di ricostituzione. Inoltre, il metodo del plasma richiedeva un pre-lavaggio extra della piastra di estrazione per eliminare la contaminazione dal sorbente. In questo protocollo, questi inconvenienti sono stati eliminati da un SPE su misura con l'utilizzo di una micropiastra miniaturizzata a 96 pozzetti. La scelta della soluzione di eluizione è stata fondamentale per l'efficienza di estrazione. Interferenze sostanziali sono state osservate nei campioni di urina applicando la soluzione comune di eluizione con NH 4 OH con varie composizioni di MeOH. Si ipotizza che interferiscaSono state coelustrate con l'analita a causa del forte potere di eluizione della soluzione di eluizione methanolic NH 4 OH, con conseguente conseguente bassa selettività. Per migliorare la selettività, è stato necessario identificare una soluzione che sia sia abbastanza forte da eluire a 3 NT e abbastanza debole da non causare l'eluizione di composti interferenti. Dopo un'analisi dettagliata di NH 4 OAc a base di base meno pH e concentrazioni diverse, una soluzione di 25 mM di NH 4 OAc con pH 9 è stata trovata ottimale come soluzione di eluizione. Con la soluzione di eluizione ottimizzata è stata risolta la problematica dei composti interferenti e si è ottenuto un aumento del 40% di sensibilità rispetto alla normale soluzione di metanolic NH 4 OH eluizione.

La Tabella 3 fornisce una sintesi dettagliata delle prestazioni analitiche di questo protocollo 25 rispetto ad altri metodi disponibili per la determinazione del libero 3 NT in matrici biologiche. Questo protocollo di Diversi vantaggi distinti rispetto ai test precedentemente riportati. Innanzitutto, utilizzando la micropiastra di estrazione a 96 pozzetti, è stato raggiunto un solo passo per l'arricchimento del campione e l'arricchimento dell'analita, evitando i cicli di evaporazione e ricostituzione da 1 a 5, tipicamente richiesti nei metodi 3-NT con SPE. In secondo luogo, l'utilizzo del solvente per campione per SPE è stato drasticamente ridotto, da 5,5 a 118 ml a solo 1,1 ml, rappresentando una riduzione di 5-107 volte nello smaltimento dei solventi e dei rifiuti. In terzo luogo, il tempo di risposta LC per campione è stato diminuito 2-7 volte rispetto ad altri dosaggi ed è stato del 30% più veloce del nostro precedente metodo al plasma. In quarto luogo, per una compensazione dell'effetto matrice è stata necessaria una quantità inferiore di 10-3.000 volte maggiore di quella preferita di 13 C-etichetta. Infine, questo dosaggio rappresenta un significativo miglioramento della sensibilità rispetto ad altri metodi LC-MS / MS convenzionali basati sulla SPE per la quantità di 3-NT urinari.

modi "> preparazione del campione analitico
metodo
Matrice LOD (nM) LOQ (nM) Corsa LC (min) Evap c Sol d (mL) IS (ng) Ref. SPE (C18)
+ filtrazione LC-MS / MS Plasma 0,034 0,112 20 1 13 Analogico f 2 [6] SPE
(Piastra MCX) LC-MS / MS Plasma 0,0088 0,022 10 1 5.6 13 C 9 -NT 0.25 [27] PPT + SPE (MCX) + der a HPLC-UV Siero B 100 40 1 7.3 B B [12] HPLC + der a GC-MS / MS urina 0.004 0,125 B 5 B D 3 -NT 4.6 [16] PPT + SPE (ammino) + der a LC-MS / MS Urina del gatto B 14.5 40 3 23 D 3 -NT 75 [17] PPT + idrolisi + SPE (SCX-C18) LC-MS / MS Urina (proteina) 400 N / A 50 2 118 D 3 -NT 2 [19] IA-2D LC e LC-MS / MS urina 0,022 N / A 14 B B 13 C 9 -NT 0.85 [24] SPE (C18) + idrolisi HPLC-ECD Urina (totale) B 4 40 2 5.5 B B [13] SPE (C18) + Prep LC g
+ SPE online LC-MS / MS urina 0,0088 0,041 30 2 38 D 3 -NT 5 [23] SPE (MIP) HPLC-UV Urina colorata 700 N / A 20 18 B B [14] SPE (MCX μElution) LC-MS / MS urina 0,0088 0.044 7 NO 1.1 13 C 9 -NT 0.03 Questo lavoro Un der: derivatizzazione; B NA: non disponibile; C Evap: Evaporazione; D Sol: solvente per campione; E IA-2D LC: cromatografia dell'immunoaffinita e LC bididimensionale; F Analogico: o-Methyl-Tyrosine; G Prep LC: purificazione preparativa HPLC.

Tabella 3: CompariFiglio della performance analitica di questo protocollo con esami esistenti per la rilevazione di 3-NT nelle matrici biologiche

La validità analitica e clinica del saggio proposto è stata ulteriormente valutata attraverso la determinazione dell'intervallo di riferimento per i 3-NT urinari stabiliti dai campioni di urina autentica di 82 persone sane 25 . Il migliorato metodo di semplicità e di passaggio permette di elaborare e analizzare due lastre di campioni di urina (n = 192) in un periodo di 24 ore. Il metodo sviluppato che utilizza il campionamento di urina non invasivo, essendo semplice, rapido, sensibile e selettivo, dovrebbe essere un potente strumento per verificare il ruolo del 3-NT nelle condizioni cliniche e approfondire l'impatto dello stress ossidativo. Le fasi critiche del protocollo includono SPE su una micropiastra MCX usando un lieve NH4OAc come tampone di eluizione, separazione LC su una colonna PFP con 0,01% HCOOH come additivo e selezione MRM per 3-NT quantificazione. L'applicazione futura del metodo è quella di quantificare le concentrazioni di 3 NT in pazienti con condizioni patologiche quali disturbi infiammatori e neurodegenerativi, ecc. Le trappole potenziali del protocollo proposto per le applicazioni cliniche rimangono ancora da affrontare.

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Disclosures

Gli autori dichiarano di non avere alcun conflitto di interessi.

Acknowledgments

Gli autori avrebbero riconosciuto Scott Howard e Abigail Marinack per il sostegno generale e il coordinamento di questo lavoro.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3-Nitro-L-tyrosine Sigma N7389-5g
3-Nitro-L-tyrosine-13C9 Sigma 652296-5.0mg
Mass Spec Gold Urine Golden West Biologicals MSG 5000-1L
Oasis MCX 96-well µElution plate Waters 186001830BA
2 mL 96 well collection plate Phenomenex   AH0-7194
96 positive processor Waters  186005521
LC-MS Ultra CHROMASOLV methanol   Sigma 14262-2L
LC-MS Ultra CHROMASOLV water Sigma 14263-2L
Formic acid for mass spectrometry Sigma 94318-50ML-F
Ammonium hydroxide solution Sigma 338818-1L
Ultra PFP propyl columns Restek 9179362
5500 Triple quad AB Sciex  / Contact manufacture for more detail
UFLC-XR Shimadzu  / Contact manufacture for more detail
Integra 400 Plus  Roche / Urinary Creatinine Jaffé Gen 2 method
LCMS certified 12 x 32 mm screw neck vial Waters 600000751CV
LCGC certified 12 x 32 mm screw neck total recovery vial Waters 186000384C
5 mL transport tube Phenix TT-3205
50 mL Centrifuge tube Crystalgen  23-2263
15 mL Centrifuge tube Crystalgen  23-2266
eLine electronic pipette Sartorius 730391
Microfuge centrifuge  Beckman Coulter A46474
OHAUS balance   Kennedy Scales, inc. 735
Vortex mixer  Bernstead Thermolyne M16715

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References

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Integrazione di estrazione miniaturizzata di fase solida e rilevazione LC-MS / MS di 3-Nitrotirosina nell'urina umana per applicazioni cliniche
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Li, X. S., Li, S., Ahrens, M., Kellermann, G. Integration of Miniaturized Solid Phase Extraction and LC-MS/MS Detection of 3-Nitrotyrosine in Human Urine for Clinical Applications. J. Vis. Exp. (125), e55778, doi:10.3791/55778 (2017).More

Li, X. S., Li, S., Ahrens, M., Kellermann, G. Integration of Miniaturized Solid Phase Extraction and LC-MS/MS Detection of 3-Nitrotyrosine in Human Urine for Clinical Applications. J. Vis. Exp. (125), e55778, doi:10.3791/55778 (2017).

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